應(yīng)用型本科高校思政元素融入單片機原理及應(yīng)用課程的探索*

田芳明 席桂清 孟艷君 楊立

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 黑龍江大慶 163319

0 引言

2019 年，習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會上強調(diào)，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題[1]。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[2]。中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》明確提出，要強化思想理論教育和價值引領(lǐng)，推進高校思想政治工作改革創(chuàng)新，堅持全員全過程全方位育人（以下簡稱“三全育人”）[3]。深入學(xué)習(xí)領(lǐng)會習(xí)近平總書記有關(guān)重要講話精神，進一步提高教育主體思想認識、促進教育環(huán)節(jié)無縫對接、協(xié)調(diào)教育資源有效整合，成為提增“三全育人”工作質(zhì)效的迫切要求。高校作為人才培養(yǎng)的主陣地，落實立德樹人的根本任務(wù)，實現(xiàn)“三全育人”，對于落實國家政策、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量和綜合素質(zhì)等方面具有重要意義。

“三全育人”的出發(fā)點是培養(yǎng)人，中心在“育”，重心在“全”。在高校，正在從“教”走向“育”的進程中，由于高校思政課門數(shù)有限，除了高校思政課程這個主陣地外，應(yīng)該充分發(fā)揮其他育人載體的作用，深入挖掘其他理論課、實踐課、第二課堂等環(huán)節(jié)潛在的育人資源，使各類課程與思政課程相互配合，形成協(xié)同育人效應(yīng)，專業(yè)課是各高校各專業(yè)教學(xué)計劃中根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置的專業(yè)知識和專業(yè)技能課程，往往是學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)相關(guān)工作使用的主要技能，在培養(yǎng)計劃和學(xué)生心中都具有舉足輕重的地位，因此，在專業(yè)課程中深入挖掘思政元素，構(gòu)建全覆蓋和相互支撐的課程體系，對于高校實現(xiàn)“三全育人”目標(biāo)，深入落實《關(guān)于深化新時代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見》和《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》等文件要求勢在必行[4-5]。

1 課程建設(shè)現(xiàn)狀

單片機原理及應(yīng)用是電子信息工程、通信工程、電氣工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課，是專業(yè)主干核心課程，課程涉及學(xué)生開展專業(yè)實踐和科技創(chuàng)新所需的重要知識與技能，是嵌入式系統(tǒng)和畢業(yè)設(shè)計等后續(xù)課程的理論和實踐基礎(chǔ)，是學(xué)生就業(yè)的主要方向之一，在應(yīng)用型高校人才培養(yǎng)中具有重要的地位和作用[6]。

單片機原理及應(yīng)用課程中蘊含了諸多思政元素，如世界觀、人生觀、價值觀、愛國主義、學(xué)術(shù)道德、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法等[7]。但由于該課程涉及的知識和使用的軟件工具等在近代以來尤以國外發(fā)展迅速，且使用的大多芯片也往往為外產(chǎn)，很容易使學(xué)生產(chǎn)生崇洋媚外的思想。近年來，我國在芯片研發(fā)、芯片制造等領(lǐng)域投入了很大的人力、物力和財力，在不斷為追趕和超越國外技術(shù)而持續(xù)努力著。如果不在課堂上對學(xué)生進行很好的引導(dǎo)，很可能讓學(xué)生產(chǎn)生不良的想法，如看不到我國該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，認為技不如人，更有甚者認為國外的月亮更圓等等，這些想法都是當(dāng)前意識形態(tài)領(lǐng)域關(guān)注的焦點問題，是極其危險的，不利于優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，更有礙于社會主義現(xiàn)代化強國的建設(shè)和中華民族偉大復(fù)興的實現(xiàn)。

現(xiàn)有的課程教學(xué)中，專業(yè)課任課教師普遍存在課程思政站位不高的問題，只教書不育人或少育人現(xiàn)象顯著。由于課程教學(xué)內(nèi)容多，學(xué)時少，教師往往只注重單片機的原理、軟件設(shè)計和接口技術(shù)等專業(yè)知識的傳授和實踐等專業(yè)技能的培養(yǎng)，忽略了專業(yè)課教學(xué)在學(xué)生正確思想的引導(dǎo)中的重要作用。然而，沒有育人環(huán)節(jié)的教學(xué)是不完美的，只有將思政元素融入專業(yè)課程的講授中，才能培養(yǎng)出一批不但思想政治堅定、敢于擔(dān)當(dāng)奉獻，而且專業(yè)素質(zhì)過硬、實踐能力強的社會主義建設(shè)者和接班人，才能產(chǎn)生潛移默化、潤物無聲的效果，實現(xiàn)傳道授業(yè)解惑、育人育才的有機統(tǒng)一。因此，探索在單片機原理及應(yīng)用課程教學(xué)中融入思政元素，實施課程思政改革，是提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)，增強學(xué)生大局觀、責(zé)任感和民族自豪感的重要手段。

2 課程思政建設(shè)目標(biāo)

育人目標(biāo)：立德樹人是教育的根本目的。通過單片機原理及應(yīng)用專業(yè)課程思政，將專業(yè)知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合，利用課程教育對學(xué)生進行隱性德育教育，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠大的理想抱負，培植濃厚的愛國主義情懷，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，勇于擔(dān)當(dāng)；培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實、敬業(yè)、愛崗、具有創(chuàng)新精神，培養(yǎng)精益求精、追求卓越的工作作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生踏實嚴謹、耐心專注、吃苦耐勞、團隊協(xié)作與服務(wù)意識，養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣，成長為心系國家并有時代擔(dān)當(dāng)?shù)膶I(yè)技術(shù)人才。

課程建設(shè)目標(biāo)：培養(yǎng)一支勇于探索、敢于實踐的單片機原理及應(yīng)用課程思政教學(xué)團隊，建設(shè)至少8 個課程思政案例，挖掘多種思政元素融入方式方法。

3 思政元素的探索與挖掘

在專業(yè)課程中引入思政元素，一定要遵循教書育人的規(guī)律，充分結(jié)合課程內(nèi)容，找到合適的結(jié)合點，再根據(jù)學(xué)科優(yōu)勢挖掘?qū)I(yè)課程中的思政資源，將思政的理論知識、價值理念和精神追求恰當(dāng)?shù)厝谌雽I(yè)課教學(xué)中，切忌生搬硬套，脫離課程內(nèi)容。在上述理論基礎(chǔ)上，單片機課程團隊在對學(xué)生充分調(diào)研，課程教學(xué)內(nèi)容、知識點深入鉆研前提下，挖掘了如下可融入的思政元素。

3.1 正確認識理論與實踐的相互關(guān)系

實踐是理論的基礎(chǔ)，即實踐對理論具有決定作用。單片機原理及應(yīng)用是一門實踐性極強的課程，在整個教學(xué)過程中，每節(jié)課都需要操作單片機開發(fā)板連接硬件電路，編寫軟件代碼，下載燒錄程序進行驗證，通過實踐促進理論知識的理解。

理論所反映的是事物的本質(zhì)和規(guī)律，是事物的共性。理論對實踐有反作用，科學(xué)的理論對實踐具有積極的指導(dǎo)作用[8]，錯誤的理論則有阻礙作用。課程涉及單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)與原理、CPU、存儲器的組織和并行口結(jié)構(gòu)、定時器/計數(shù)器和串行口的結(jié)構(gòu)和工作原理等知識，上述知識是進行單片機程序設(shè)計的理論基礎(chǔ)，知識的理解和掌握程度決定了應(yīng)用單片機解決實際問題的能力。

理論聯(lián)系實際是馬列主義、毛澤東思想的最基本原則之一。實踐不僅是檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)，而且是唯一標(biāo)準(zhǔn)，毛主席說：“理論與實踐的統(tǒng)一，是馬克思主義的一個最基本的原則”。二者相輔相成，缺一不可，理論對實踐具有指導(dǎo)作用，實踐對理論又有促進作用。在單片機課程中，如果基礎(chǔ)理論知識不扎實，實踐就會脫節(jié)，而只學(xué)習(xí)理論欠缺實踐，那又忽略了單片機這門技術(shù)在生產(chǎn)生活中的實際作用。因此，在本門課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生要將理論與實踐相結(jié)合貫穿課程學(xué)習(xí)始終。

3.2 正確認識現(xiàn)象與本質(zhì)的辯證關(guān)系

本質(zhì)從整體上規(guī)定事物的性質(zhì)及其基本發(fā)展方向，現(xiàn)象從各個不同側(cè)面表現(xiàn)本質(zhì)[8]，假象從否定方面表現(xiàn)事物的本質(zhì)。人們認識事物，就是要透過現(xiàn)象認識本質(zhì)，把握事物的發(fā)展規(guī)律。這是一個艱苦、反復(fù)的過程。只有在實踐中通過對多方面現(xiàn)象的分析研究，去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里，才能實現(xiàn)“從現(xiàn)象到本質(zhì)、從不甚深刻的本質(zhì)到更深刻的本質(zhì)的深化的無限過程”[9]。

單片機原理及應(yīng)用課程需要不斷下載程序后通過觀察開發(fā)板上的現(xiàn)象來驗證硬件電路連接和程序設(shè)計的正確性，經(jīng)常會遇到很多難以理解的與實際預(yù)想不符的現(xiàn)象，是單片機學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常會遇到的實際問題，這時就需要透過現(xiàn)象思考導(dǎo)致此現(xiàn)象的原因，是硬件或軟件設(shè)計有誤還是其他問題。只有樹立正確的方法論，深入挖掘問題根源，才能從根本上解決問題。這就像面對百年未有之大變局下的復(fù)雜國際國內(nèi)新形勢和新問題一樣，如何使學(xué)生端正態(tài)度，掌握處理和解決這些問題的方法，培養(yǎng)正確的世界觀、人生觀和價值觀，才能逐步成長為合格的社會主義建設(shè)者和接班人。

3.3 培養(yǎng)民族自豪感和認同感，激發(fā)學(xué)習(xí)原動力

愛國，是人世間最深層、最持久的情感，是一個人立德之源、立功之本。愛國主義是中華民族精神的核心，是團結(jié)奮斗、自強不息的精神紐帶。單片機原理與應(yīng)用中涉及微控制器等芯片技術(shù)的研發(fā)歷史和發(fā)展等內(nèi)容。我國作為世界上最大的芯片消費國，在芯片行業(yè)中卻起步較晚，缺乏技術(shù)積累，長期被人“卡脖子”，芯片高度依賴進口，相關(guān)設(shè)備研發(fā)成本高，資金外流現(xiàn)象嚴重。以美國為首的一些發(fā)達國家一直在芯片領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，但他們卻以芯片知識產(chǎn)權(quán)作為遏制其他國家發(fā)展的手段，成為近年的熱點、焦點話題，在“中興制裁事件”“華為制裁事件”“孟晚舟事件”，以及芯片法案、Chip4 聯(lián)盟等背景下，國產(chǎn)替代迎來了新的發(fā)展機遇。近年來，在政策的引導(dǎo)支持下，在一代代芯片人的不懈努力下，我國在人工智能芯片領(lǐng)域發(fā)展迅猛，光芯片替代硅芯片成為未來芯片發(fā)展趨勢。在光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，我國基本與西方處于同一起跑線，我國有機會形成以中國為主導(dǎo)的生態(tài)體系，實現(xiàn)全面引領(lǐng)。

通過芯片發(fā)展歷史和上述重要事件的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，培養(yǎng)學(xué)生的民族認同感，知恥而后勇，更要知難而上，將學(xué)生科技強國、民族復(fù)興的責(zé)任感和使命感內(nèi)化為學(xué)習(xí)的原動力，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動性，刻苦鉆研專業(yè)知識，勇于創(chuàng)新。錢三強曾經(jīng)說：科學(xué)無國界，但科學(xué)家有祖國。每一個學(xué)生都應(yīng)該擁有這樣的愛國情懷，把每個小我的學(xué)習(xí)都放到促進國家科技進步的大局中來，牢固樹立四個自信，“科技強國，從我做起”，為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢而奮斗。

3.4 培養(yǎng)團結(jié)協(xié)作意識，鍛造“四心”，練就工匠精神

“人心齊，泰山移”。只有團結(jié)協(xié)作，形成合力，才有共筑偉大復(fù)興中國夢的動力，才有戰(zhàn)勝困難、披荊斬棘的勇氣，才有逢山開路、遇水搭橋的毅力。在學(xué)生時代，更要注重培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作意識，為走上工作崗位奠定良好的基礎(chǔ)。單片機原理及應(yīng)用課程中團結(jié)協(xié)作尤為重要，尤其是課下實踐作業(yè)環(huán)節(jié)，學(xué)生形成若干小團隊，根據(jù)教師布置的設(shè)計任務(wù)，查閱資料、電路設(shè)計、電路圖繪制、焊接電路、編寫軟件代碼、軟硬件調(diào)試、作業(yè)匯報與展示等，在這個過程中，哪個環(huán)節(jié)出錯，都會嚴重影響大局。因此，“團結(jié)協(xié)作”是要務(wù)，只有團結(jié)協(xié)作，各司其職，才能齊心協(xié)力高效、高質(zhì)量完成設(shè)計任務(wù)。要讓學(xué)生在這個過程中牢固樹立“團結(jié)就是力量”意識，敢于擔(dān)當(dāng)，不怕苦不怕累，通過小組磨合與實踐，不斷錘煉學(xué)生的虛心、細心、耐心和恒心，深入培養(yǎng)學(xué)生執(zhí)著專注、精益求精、一絲不茍、追求卓越的意識和工匠精神。

4 思政元素融入課堂改革與實踐

通過在課程中深入挖掘思政元素，不斷探索在授課內(nèi)容中的融入方式與細節(jié)，單片機教學(xué)團隊設(shè)計了幾個典型課程思政教學(xué)案例，包括芯片發(fā)展歷史下的中國創(chuàng)新路、“任正非、張汝京、陳向東、姚永平、郭天祥、周立功”等芯片與單片機領(lǐng)域典型人物史、“中國地圖”尋跡車設(shè)計等，如表1 所示。

表1 思政元素融入課程教學(xué)中的具體示例

由于諸多思政元素都是穿插在教學(xué)過程中，隨著教學(xué)內(nèi)容的展開以恰當(dāng)?shù)姆绞秸宫F(xiàn)給學(xué)生，通過學(xué)生的自身實踐與感受，深入領(lǐng)會科學(xué)家精神、大國工匠精神、工程師素養(yǎng)等，因此，并未形成單獨思政案例，如：單片機編程中的守規(guī)矩、講紀律；串口通信中的遵守協(xié)議、通信安全與法治意識；數(shù)碼管動態(tài)顯示中的現(xiàn)象與本質(zhì)關(guān)系辯證法；定時器/計時器中的誠實與守信；中斷控制中的方法論；學(xué)習(xí)過程中的理論與實踐關(guān)系；實踐環(huán)節(jié)中的求真務(wù)實、敬業(yè)、愛崗、精益求精、追求卓越、工程素養(yǎng)以及創(chuàng)新精神等等。通過在課堂上引入思政元素，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，學(xué)生熱愛學(xué)習(xí)的氛圍濃厚，同時，同學(xué)間互相幫助，共同進步，在實踐環(huán)節(jié)中取得了優(yōu)異的成績，尤其是在學(xué)院組織的第七屆尋跡車競賽中斬獲多項獎勵，不僅鍛煉了學(xué)生的動手實踐能力，而且錘煉了學(xué)生的團隊協(xié)作和創(chuàng)新意識，塑造了學(xué)生的優(yōu)良品格，學(xué)生課后收益頗豐。

同時，教師團隊在授課過程中也增長了知識，與學(xué)生亦師亦友的關(guān)系更為融洽，獲得了學(xué)生的一致好評，育人的同時也豐富了自己的內(nèi)心世界，成為了一支優(yōu)秀的教師團隊。

5 結(jié)束語

教學(xué)團隊從單片機原理及應(yīng)用課程現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前國家“三全育人”、課程思政要求和目標(biāo)，從課程內(nèi)容中深入挖掘思政元素，以實踐環(huán)節(jié)為主要接入點，探索恰當(dāng)融入方式與實施細節(jié)，設(shè)計的幾個思政教學(xué)案例通過課程實踐不斷完善，并在其他內(nèi)容中恰當(dāng)融入思政元素，潤物細無聲，實現(xiàn)了價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)的真正融合，為課程團隊后續(xù)繼續(xù)深入開展課程思政提供了有益的探索和經(jīng)驗。